(57)【要約】【課題】  搭載部品の実装密度を向上されることが可能な電子装置を提供する。【解決手段】  モジュール基板上に、制御ＩＣ１と、パワーＭＯＳトランジスタ２と、電流検出抵抗Ｒ２などを実装し、パワーＭＯＳトランジスタ２のソースＰＡＤと制御ＩＣ１の電流検出端子とをボンディングワイヤ（１）３ａで接続し、パワーＭＯＳトランジスタ２のソースＰＡＤと電流検出抵抗Ｒ２とをボンディングワイヤ（２）３ｂで接続する。このボンディングワイヤ（２）３ｂを抵抗素子とみなすことによって、電流検出抵抗Ｒ２の実装面積を低減できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワートランジスタと、電流を検出するためにその電流を電圧に変換する電流検出抵抗と、電圧を検出するための入力端子を備えた制御回路とを有する電子装置であって、
前記パワートランジスタの外部端子から前記制御回路の入力端子に接続された第１のボンディングワイヤと、
前記パワートランジスタの外部端子から前記電流検出抵抗に接続された第２のボンディングワイヤとを有することを特徴とする電子装置。
【請求項２】
パワートランジスタと、電圧を検出するための入力端子を備えた制御回路とを有する電子装置であって、
前記パワートランジスタの外部端子から前記制御回路の入力端子に接続された第１のボンディングワイヤと、
前記パワートランジスタの外部端子から接地電位に接続された第２のボンディングワイヤとを有することを特徴とする電子装置。
【請求項３】
パワートランジスタと、電圧を検出するための入力端子を備えた制御回路とを有する電子装置であって、
前記パワートランジスタの外部端子から前記制御回路の入力端子に配線するための第１のボンディングワイヤと、
前記パワートランジスタに流れる電流を検出するため、その電流を電圧に変換する際の抵抗素子となる第２のボンディングワイヤとを有することを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の電子装置において、
前記第２のボンディングワイヤは、複数本から構成され、その複数本による並列接続の抵抗素子として用いられることを特徴とする電子装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の電子装置において、
前記第２のボンディングワイヤは、金を素材とし、１０ｍΩ〜２５ｍΩの抵抗素子として機能することを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に関し、特に、搭載部品間の接続にボンディングワイヤを用いている電子装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明者が検討したところによれば、搭載部品間の接続にボンディングワイヤを用いている電子装置に関しては、以下のような技術が考えられる。
【０００３】
例えば、パワートランジスタを搭載したモジュールや、ＳＩＰ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎ  Ｐａｃｋａｇｅ）およびハイブリッドＩＣ等の電子装置において、その搭載部品間の接続にボンディングワイヤを用いる場合がある。この場合、そのボンディングワイヤは、配線材料とみなされ、一般的には低抵抗のものが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記のような搭載部品間の接続にボンディングワイヤを用いている電子装置の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
【０００５】
近年、実装技術の向上に伴い、電子装置が小型化し、搭載部品の実装密度が高くなってきている。こうした中、例えば、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の外部端子に抵抗を接続したいような場合、基板上にＩＣのベアチップと抵抗素子を実装し、ベアチップ表面の外部端子から抵抗素子に対してワイヤボンディングを行うような方法が考えられる。
【０００６】
この抵抗素子としては、例えば、幅や長さによって抵抗値を調整可能な導体抵抗などを用いることができる。この導体抵抗の素材としては、Ａｇ−Ｐｄ（銀／パラジウム合金）やＡｇ−Ｐｔ（銀／プラチナ合金）などが挙げられるが、とりわけ、抵抗値が小さいＡｇ−Ｐｔを用いた場合には比較的広い実装面積が必要になる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、搭載部品の実装密度を向上されることが可能な電子装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
本発明による電子装置は、パワートランジスタと、電流を検出するためにその電流を電圧に変換する電流検出抵抗と、電圧を検出するための入力端子を備えた制御回路とを有する電子装置であって、前記パワートランジスタの外部端子から前記制御回路の入力端子に接続された第１のボンディングワイヤと、前記パワートランジスタの外部端子から前記電流検出抵抗に接続された第２のボンディングワイヤとを有するものである。
【００１１】
また、本発明による電子装置は、パワートランジスタと、電圧を検出するための入力端子を備えた制御回路とを有する電子装置であって、前記パワートランジスタの外部端子から前記制御回路の入力端子に接続された第１のボンディングワイヤと、前記パワートランジスタの外部端子から接地電位に接続された第２のボンディングワイヤとを有するものである。
【００１２】
そして、前記第１のボンディングワイヤは、前記パワートランジスタの外部端子から前記制御回路の入力端子に配線する機能を有し、前記第２のボンディングワイヤは、前記パワートランジスタに流れる電流を電圧に変換するための抵抗素子となる機能を有している。
【００１３】
これらの構成によって、ボンディングワイヤの一端に、導体抵抗やチップ抵抗などといった通常の抵抗素子を接続するような場合、その通常の抵抗素子の実装面積を削減または低減することが可能になる。また、とりわけＩＣレギュレータの過電流保護回路などに適用した場合に、電子装置の小型化および高密度化が可能となる。
【００１４】
ところで、前記第２のボンディングワイヤは、例えば、複数本で構成し、その複数本による並列接続の抵抗素子とすることができる。とりわけ、パワートランジスタにおいては、上面のパッドからワイヤボンディングが行われる場合が多く、また、ボンディングワイヤに電流容量が要求される場合も多い。
【００１５】
したがって、ボンディングワイヤを、複数本による並列接続の抵抗素子として機能させ、抵抗値が足りない場合にはその先に直列で通常の抵抗素子を接続する構成としてもよい。このように、ボンディングワイヤと通常の抵抗素子とを組み合わせることで、通常の抵抗素子の実装面積を低減させつつ、必要な電流容量と抵抗値を柔軟に調整することが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
ボンディングワイヤを抵抗素子とみなすことによって、電子装置における搭載部品の実装密度を向上されることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
本発明の一実施の形態の電子装置は、抵抗素子とみなしたボンディングワイヤを有することを特徴としている。その電子装置の一例を図１に示す。図１は、本発明の一実施の形態の電子装置において、抵抗素子とみなしたボンディングワイヤを電流検出回路に適用した場合の構成の一例を示す図である。
【００１９】
図１に示す電流検出回路（電子装置）は、例えば、一つのモジュール基板上に、制御ＩＣ１と、外部端子の一つであるソースＰＡＤを備えたパワーＭＯＳトランジスタ（パワートランジスタ）２と、電流検出抵抗Ｒ２などが実装され、それらの接続部材として、ボンディングワイヤ（１）（第１のボンディングワイヤ）３ａと、ボンディングワイヤ（２）（第２のボンディングワイヤ）３ｂなどを備えている。
【００２０】
ボンディングワイヤ（１）３ａは、パワーＭＯＳトランジスタ２のソースＰＡＤと制御ＩＣ１の電流検出端子とを接続し、ボンディングワイヤ（２）３ｂは、パワーＭＯＳトランジスタ２のソースＰＡＤと電流検出抵抗Ｒ２とを接続している。また、パワーＭＯＳトランジスタ２のゲート端子は、制御ＩＣ１に接続されている。
【００２１】
この図１に示す電流検出回路は、パワーＭＯＳトランジスタ２のソースＰＡＤからＧＮＤ（グラウンド：接地電位）に向かって流れる電流を検出し、制御する機能を有している。すなわち、ソースＰＡＤからＧＮＤに流れる電流を、抵抗素子として機能するボンディングワイヤ（２）３ｂと電流検出抵抗Ｒ２との直列抵抗で電圧に変換し、その電圧を、配線として機能するボンディングワイヤ（１）３ａによって制御ＩＣ１の電流検出端子に入力している。そして、制御ＩＣ１は、その検出した電圧（電流）に基づいて、パワーＭＯＳトランジスタ２のゲート端子をコントロールする。
【００２２】
ここで、本発明を判り易くするため、従来技術におけるボンディングワイヤの使用例を図２に示す。図２は、本発明の前提となる従来技術の電子装置において、ボンディングワイヤを用いた電流検出回路の構成の一例を示す図である。図２に示す電流検出回路は、図１の場合と比較して、パワーＭＯＳトランジスタ２のソースＰＡＤから、制御ＩＣ１の電流検出端子と電流検出抵抗Ｒ１の接続点に１本のボンディングワイヤ３ｃを接続した構成となっている。
【００２３】
つまり、この場合のボンディングワイヤ３ｃは、配線とみなされている。したがって、図２に示す電流検出回路は、電流検出抵抗Ｒ１のみによって電流を電圧に変換し、それを電流検出端子に入力することでパワーＭＯＳトランジスタ２に流れる電流の検出を行っている。
【００２４】
ここで、この電流検出抵抗Ｒ１を、例えば、Ａｇ−Ｐｔを素材とした導体抵抗で形成した場合、比較的広い面積が必要となる。これによって、従来技術においては、実装密度が低下するという問題が考えられた。
【００２５】
一方、図１に示したように、ボンディングワイヤ（２）３ｂを抵抗素子とみなし、電流検出抵抗Ｒ２と直列に接続することによって、電流検出抵抗Ｒ２（図２での電流検出抵抗Ｒ１）の抵抗値を小さくすることができ、その実装面積を低減することができる。これによって、モジュール基板上の搭載部品の実装密度を向上させたり、モジュール自体を小型化することなどが可能になる。
【００２６】
ところで、図１に示した電流検出回路は、例えば、ＩＣレギュレータなどを含んだ電源モジュールの過電流保護回路などとして用いられる。その一例を図３に示す。図３は、本発明の一実施の形態の電子装置において、図１の電流検出回路を用いてバッテリ充電装置を形成した場合の構成の一例を示す図である。
【００２７】
図３に示すバッテリ充電回路（電子装置）は、例えば、車両のバッテリの充電を制御する装置であって、発電部１０と、発電制御モジュール１１と、バッテリ１２などから構成される。発電部１０は、例えば、Ｙ接続された電磁子コイル１３と、界磁コイル１４と、整流器１５などを有している。
【００２８】
発電制御モジュール１１は、例えば、モジュール基板上に、２つの抵抗などから構成されるバッテリ電圧検出部１６と、ダイオード１７と、前記図１で説明したパワーＭＯＳトランジスタ２および電流検出抵抗Ｒ２ならびに制御ＩＣ１などが実装されている。このパワーＭＯＳトランジスタ２は上面に外部端子を有しており、ベアチップで実装される。そして、前記図１の場合と同様に、パワーＭＯＳトランジスタ２のソースＰＡＤと制御ＩＣ１の電流検出端子とがボンディングワイヤ（１）３ａによって接続され、パワーＭＯＳトランジスタ２のソースＰＡＤと電流検出抵抗Ｒ２とがボンディングワイヤ（２）３ｂによって接続されている。
【００２９】
制御ＩＣ１は、例えば、比較器２３などを含む電流検出部２０と、比較器２４と駆動回路２５などを含む電圧比較部２１と、スイッチ部２２などから構成される。
【００３０】
つぎに、このバッテリ充電回路の動作について簡単に説明する。まず、電圧比較部２１が、バッテリ電圧検出部１６で検出されたバッテリ１２の電圧と基準電圧（１）とを比較し、その比較結果に応じたパルス幅を備えるパルスを、パワーＭＯＳトランジスタ２に対して出力する。パワーＭＯＳトランジスタ２は、前記パルスによってオンまたはオフとなり、オンとなった際には界磁コイル１４に界磁電流が流れる。電磁子コイル１３は、前記界磁電流に応じて発電を行い、発電した電圧は、整流器１５を介してバッテリ１２に充電される。
【００３１】
ところで、例えば界磁コイル１４の送電ラインとバッテリ１２の送電ラインとがショートした場合などで、パワーＭＯＳトランジスタ２に過大な電流が流れることが考えられる。このような過大な電流が流れた場合は、その電流を、抵抗素子とみなしたボンディングワイヤ（２）３ｂと電流検出抵抗Ｒ２との直列抵抗によって電圧に変換し、その電圧を、配線とみなしたボンディングワイヤ（１）３ａによって制御ＩＣ１の電流検出端子に入力する。
【００３２】
電流検出端子に入力された電圧は、電流検出部２０で基準電圧（２）と比較され、それが基準電圧（２）よりも大きい場合、電流検出部２０はスイッチ部２２をコントロールし、パワーＭＯＳトランジスタ２をオフにする。これによって、過電流に対する保護が行われる。
【００３３】
ここで、ボンディングワイヤ（１）３ａは、電流検出部２０の比較器２３に接続されるため、その高入力抵抗により配線とみなすことができる。一方、ボンディングワイヤ（２）３ｂは、例えば、素材と長さと本数などを調整することによって、ある抵抗値を持つ抵抗素子として機能させることができる。その一例を、仮に電流検出抵抗として２０ｍΩを設定する場合を想定して説明する。
【００３４】
まずは、従来技術において、電流検出抵抗として例えばＡｇ−Ｐｔを素材とした導体抵抗を用いる場合、Ａｇ−Ｐｔのシート抵抗値を仮に４ｍΩ／ｍｍ2とし、電流容量から導体抵抗の幅が１ｍｍ必要とすると、導体抵抗の長さは５ｍｍとなる。
【００３５】
一方、図３のようにボンディングワイヤ（２）３ｂを抵抗素子とみなし、その素材をＡｕ（金）とし、ワイヤ径を２７μｍ、長さを３ｍｍとすると、Ａｕ線１本当たりの抵抗値は約０．１２Ωとなる。したがって、６本を並列接続で用いると２０ｍΩとなり、この場合、図３における電流検出抵抗Ｒ２は不要となる。
【００３６】
但し、例えば、６本の並列接続では電流容量が不足し、１０本の並列接続が必要とされる場合、その１０本の並列接続によって１２ｍΩの抵抗値を得ることができる。そうすると、図３における電流検出抵抗Ｒ２には８ｍΩの抵抗値を備えればよいので、導体抵抗の長さを、従来技術における５ｍｍから２ｍｍ（５ｍｍ×８ｍΩ／２０ｍΩ）にすることができる。
【００３７】
このように、ボンディングワイヤを抵抗素子とみなして用いることで、電流検出抵抗などといった抵抗素子の実装面積を低減することができる。なお、ボンディングワイヤは、インダクタンス成分を備えているが、このように高周波動作で用いないような場合だと特に問題にはならない。
【００３８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３９】
例えば、これまでの説明では、電源モジュールにおいてパワーＭＯＳトランジスタのソースＰＡＤからワイヤボンディングを行う例を示したが、パワーＭＯＳトランジスタをパワー系のバイポーラトランジスタや、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などに置き換えても同様に適用可能である。
【００４０】
さらに、このような電源モジュールに限らず、例えば、ＳＩＰやハイブリッドＩＣなどでボンディングワイヤの一端に抵抗素子が接続されるような場合に、その抵抗素子の実装面積の低減手段として広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態の電子装置において、抵抗素子とみなしたボンディングワイヤを電流検出回路に適用した場合の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の前提となる従来技術の電子装置において、ボンディングワイヤを用いた電流検出回路の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態の電子装置において、図１の電流検出回路を用いてバッテリ充電装置を形成した場合の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  制御ＩＣ
２  パワーＭＯＳトランジスタ
３ａ，３ｂ，３ｃ  ボンディングワイヤ
１０  発電部
１１  発電制御モジュール
１２  バッテリ
１３  電磁子コイル
１４  界磁コイル
１５  整流器
１６  バッテリ電圧検出部
１７  ダイオード
２０  電流検出部
２１  電圧比較部
２２  スイッチ部
２３，２４  比較器
２５  駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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